CCINP 2021 PSI Physique-chimie : sujet en PDF

Sujet de l'épreuve de Physique-chimie du Concours Commun INP (CCINP), France, session 2021, filière PSI, en 4 heures. Thème : Sismographe et spectre d'un signal numérique, précipitation de la struvite, binaire eau-NaCl, modèle de tornade, synthèse du glucose, séchage d'un sol.

Ce que traite le sujet, partie par partie

• Partie I : séisme. Sismographe masse-ressort-amortisseur : équation du mouvement, fonction de transfert, conditions sur l'amplitude et absence de résonance. Spectre d'un signal numérisé à l'oscilloscope : fréquence d'échantillonnage, fréquence maximale et effet de la base de temps, puis montage à A.Li. avec multiplieur, spectre théorique de la sortie et lecture des fréquences.
• Partie II : eutrophisation. Formes prépondérantes du phosphore et de l'azote ammoniacal à pH fixé, condition de précipitation de la struvite et masse minimale de chlorure de magnésium à ajouter à un effluent.
• Partie III : composition et fonte de la banquise. Diagramme binaire eau-NaCl : phases des domaines, courbes de refroidissement, point particulier P. Flottaison d'un iceberg et volume émergé, puis, en autonomie, ordre de grandeur de la montée des océans après la fonte de la banquise pérenne.
• Partie IV : tornade. Équations de Maxwell en régime permanent et conservation de la charge, conservation de la masse pour un écoulement stationnaire incompressible, champ des vitesses d'un cylindre tourbillonnaire par analogie avec le théorème d'Ampère, puis théorème de Bernoulli, dépression et tenue d'une toiture.
• Partie V : nécessité de la chlorophylle. Équation de synthèse du glucose, volume de dioxygène recueilli, et caractère spontané ou provoqué de la synthèse directe dans l'air à partir de l'enthalpie libre standard de réaction et de la composition atmosphérique.
• Partie VI : séchage des sols. Pression de vapeur saturante, loi de Fick, diffusion stationnaire de la vapeur dans le sol sec, équilibre liquide-vapeur et condition d'évaporation à la surface, conservation des molécules au front de séchage, équation de z_m(t), temps de séchage et hauteur limite entre les deux régimes, lue sur des courbes.

Chapitres à revoir avant de traiter ce sujet

• Filtrage linéaire
• Électronique numérique
• Amplificateur linéaire intégré
• Régime sinusoïdal forcé
• Réactions de dissolution et de précipitation
• Réactions acide-base
• Second principe : enthalpie libre, potentiel chimique et équilibre chimique
• Grandeurs, unités, analyse dimensionnelle et ordres de grandeur

Chaque chapitre a son cours, ses méthodes, ses pièges et des exercices corrigés. L'essai gratuit donne accès aux chapitres offerts de ta filière.